第1章 材料的力学性能指标.pptVIP

第一章 工程材料的力学性能指标 §1.1 概述 §1.2 静载下材料的力学性能指标 §1.3 动载下的力学性能指标 §1.1 概述 零件选材过程 性能要求分析→性能指标→材料性能指标→材料 材料性能 使用性能：材料在使用过程中表现出的性能 物理性能：密度、熔点、导热性、导电性等 化学性能：耐蚀性、抗氧化性等 力学性能：强度、塑韧性、硬度、疲劳强度 工艺性能：材料在成形加工过程中表现出的性能 　 可铸性 可焊性 可锻性 热处理性能 可切削性 §1.2 静载下材料的力学性能指标 §1.2.1 强度与塑性指标 1. 测定方法:拉伸试验法 ⑴拉伸试样：5倍试样、10倍样 ⑵拉伸试验机：拉伸曲线图 ⑶拉伸曲线图→应力应变图 §1.2 静载下材料的力学性能指标 3. 塑性指标：伸长率和断面收缩率 塑性：材料产生永久变形的能力 用金属断裂时的最大相对塑性变形来表示 ⑴伸长率： δ＝（lk-l0）/l0 断裂后试样标距长度的相对伸长值 ⑵断面收缩率： ψ=(Fk-F0)/F0 断裂前后截面的相对收缩值 伸长率和断面收缩率反应了材料在外力作用下产生永久变形而不发生破坏的能力 §1.2 静载下材料的力学性能指标 §1.2.2 硬度指标 硬度:材料表面抵抗其它硬物压入的能力 材料局部塑性变形抗力大小 1. 布氏硬度：用布氏硬度计测定 注意： ①硬度≤450,压头用淬火钢球:硬度值HBSd/p/t ； 硬度＞450,压头用硬质合金钢球:硬度值HBWd/p/t ②测量退火、正火、调质钢件,铸铁及有色金属零件硬度 ③不同材料的布氏硬度与强度有一定的关系 低碳钢：σ＝0.36HBS； 高碳钢：σ＝0.34HBS； 调质合金钢：σ＝0.325HBS； 灰铸铁：σ＝0.1HBS 2. 洛氏硬度：洛氏硬度计测定 压头：①顶角为120°金刚石圆锥体； ②直径为1.588mm钢球 加载方式：两次加载 硬度值：HR＝Ｋ－h/0.02(h:压痕深度) 种类、表示方法及适用范围： 类 型 压 头 总负荷 测量值有效范围 应用范围 HRA 120°金刚石圆锥 588Ｎ 60～85HRA 硬质合金、表面 HRB 1.588mm钢球 980Ｎ 25～100HRB 有色金属 HRC 120°金刚石圆锥 1470Ｎ 20～67HRC 调质、淬火钢? 3. 维氏硬度：用维氏硬度计测量 压头：维氏硬度用锥面夹角为136 °的金刚石四棱锥体。 主要用于测量表面硬度。 表示方法：硬度值ＨＶp §1.3 动载下的力学性能指标 §1.3.1 材料的损坏(失效)方式 1. 过量塑性变形 2. 磨损: 形状与尺寸发生变化 3. 断裂 分类： ⑴韧性断裂：断裂前发生明显塑性变形。 特征：①断裂前有明显塑性变形 ②断口呈暗灰色，纤维状、凹凸不平。 ⑵脆性断裂：断裂前无明显塑性变形，为突然断裂。 特征：①脆断时工作应力很低（小于屈服强度） ②脆断的断口齐平、光亮。 材料是脆断还是韧断与材料本身及其所处状态有关： 应力变状态及其变化速度、温度 §1.3 动载下的力学性能指标 §1.3.2冲击载荷下力学性能指标:冲击韧性 １.冲击载荷下材料变形及断裂特点： ⑴材料塑性及韧性随相对变形速度增大而降低。 ⑵零件在冲击载荷下失效类型与静载相同。 ⑶冲击韧性随温度变化非常敏感。 ２.冲击韧性测定： 测试原理： ⑴ 冲击试样: ⑵ 方法:一次摆锤冲 击试验法 §1.3.3交变载荷下力学性能指标:疲劳强度 1. 疲劳: 零件在交变载荷长时间作用下发生断裂的现象 特点：断裂前无明显塑变，断裂突然发生。